Thinks整木定制家具一體化設(shè)計(jì)解決方案研究

■陳 哲 Chen Zhe

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東廣州 510642）

在國家提出制造產(chǎn)業(yè)由“中國制造”向“中國智造”升級(jí)轉(zhuǎn)型的背景下，以技術(shù)密集型為特征的定制家具企業(yè)走在了整個(gè)行業(yè)的前列。隨著整木定制家具企業(yè)的快速發(fā)展，企業(yè)對(duì)于家具設(shè)計(jì)的一體化解決方案提出了強(qiáng)烈要求，ThinkDesign家具三維設(shè)計(jì)軟件針對(duì)整木定制家具設(shè)計(jì)的獨(dú)特要求，針對(duì)性的提出了一體化設(shè)計(jì)解決方案。ThinkDesign家具三維設(shè)計(jì)軟件能基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)家具的造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程圖、BOM輸出、無縫集成ERP/PLM系統(tǒng)、無縫對(duì)接數(shù)控加工設(shè)備，是目前最適合國內(nèi)外家具企業(yè)的研發(fā)平臺(tái)

1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)及優(yōu)化

Thinks提供的ThinkDesign家具三維設(shè)計(jì)軟件能基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)家具的造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程圖、BOM輸出、無縫集成ERP/PLM系統(tǒng)、無縫對(duì)接數(shù)控加工設(shè)備，是目前最適合國內(nèi)外家具企業(yè)的研發(fā)平臺(tái)（圖1）。

ThinkDesign在家具造型和概念設(shè)計(jì)方面，除了傳統(tǒng)的創(chuàng)建及編輯功能，它還提供了一整套的創(chuàng)新設(shè)計(jì)手段，可以幫助家具企業(yè)從一張草圖開始，順利完成產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)。同時(shí)幫助家具企業(yè)整合各類產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)，可以獨(dú)立完成各類固裝、活動(dòng)家具的研發(fā)設(shè)計(jì)。

圖1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)及優(yōu)化

圖2 GSM家具造型設(shè)計(jì)

圖3 GSM家具雕花數(shù)據(jù)修改

圖4 GSM同類家具產(chǎn)品快速衍生設(shè)計(jì)

圖5 Subdivision細(xì)分建模技術(shù)

圖6 工藝美學(xué)和工程設(shè)計(jì)完美結(jié)合

1.1 Styling 家具概念設(shè)計(jì)

ThinkDesign提出了一種全新的設(shè)計(jì)理念：“目標(biāo)驅(qū)導(dǎo)設(shè)計(jì)“（T arget Driven Design簡稱TDD），設(shè)計(jì)者可以通過點(diǎn)、曲線或者反射線等“目標(biāo)”，得到他們想要的設(shè)計(jì)意圖。基于GSM技術(shù)的目標(biāo)驅(qū)導(dǎo)設(shè)計(jì)，讓設(shè)計(jì)者專注于產(chǎn)品的形狀，解放他們的創(chuàng)造力。目標(biāo)驅(qū)導(dǎo)設(shè)計(jì)可快速將設(shè)計(jì)意圖精確地轉(zhuǎn)換為模型。

1.1.1 GSM全局形狀建模技術(shù)

（1）GSM家具造型設(shè)計(jì)

GSM技術(shù)為工程師提供了一種簡單易用、極具創(chuàng)新的高級(jí)建模方式。這項(xiàng)革新技術(shù)可以隨時(shí)進(jìn)行局部或全部的應(yīng)用，解除了傳統(tǒng)建模軟件的限制。GSM強(qiáng)大的實(shí)體建模和自由靈活的曲面模型功能，給設(shè)計(jì)帶來無限的創(chuàng)新能力，無論是原生的格式還是導(dǎo)入的格式，都可以對(duì)其進(jìn)行快速而精確的修改，并保持模型與目標(biāo)曲線的完美關(guān)聯(lián)（圖2）。

（2）GSM家具雕花數(shù)據(jù)修改

ThinkDesign能直接導(dǎo)入STL/PT等點(diǎn)云文件，快速對(duì)雕花進(jìn)行編輯裝配、全局變形，應(yīng)用到不同產(chǎn)品上（圖3）。

（3）GSM同類家具產(chǎn)品快速衍生設(shè)計(jì)（圖4）

i.同風(fēng)格產(chǎn)品的快速系列化衍生設(shè)計(jì)；

ii.同風(fēng)格產(chǎn)品的零部件快速變形設(shè)計(jì)。

圖8 特殊造型設(shè)計(jì)

圖9 基于實(shí)物逆向設(shè)計(jì)拆單

1.1.2 Subdivision細(xì)分建模技術(shù)

Subdivision（細(xì)分建模）是一種新型的建模技術(shù)，它綜合了NURBS曲面和多邊形建模的技術(shù)和優(yōu)勢(shì)。用戶可以像拈橡皮泥一樣，通過控制節(jié)點(diǎn)，快速的完成復(fù)雜曲面的設(shè)計(jì)，且數(shù)據(jù)可直接用于數(shù)控加工（圖5）。

1.1.3 工藝美學(xué)和工程設(shè)計(jì)完美結(jié)合

ThinkDesign可直接與手繪板連接，設(shè)計(jì)師可以把關(guān)注重點(diǎn)放在創(chuàng)意設(shè)計(jì)上，而不是數(shù)據(jù)建模。讓設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“所想即所得”，將工藝美學(xué)和工程設(shè)計(jì)完美結(jié)合（圖6）。

1.1.4 真正的2D轉(zhuǎn)3D

ThinkDesign可以直接導(dǎo)入2D工程圖，采用人機(jī)交互的方式，真正實(shí)現(xiàn)2D轉(zhuǎn)3D。原始的2D工程圖的圖層、線型、顏色等所有屬性均能帶入到ThinkDesign中，并能如同原生文件一樣進(jìn)行編輯、重用。方便繼承幾頁沉淀的二維歷史數(shù)據(jù)，快速幫助企業(yè)2D到3D設(shè)計(jì)平臺(tái)轉(zhuǎn)化（圖7）。

1.1.5 特殊造型設(shè)計(jì)

ThinkDesign是目前唯一支持家具熱壓彎板設(shè)計(jì)的軟件。以往家具企業(yè)需要通過多次人工放樣，完成熱壓彎板的設(shè)計(jì)和制作；而現(xiàn)在通過應(yīng)用ThinkDesign的曲面展開功能，用戶簡單操作便可設(shè)計(jì)出復(fù)雜產(chǎn)品的精確3D模型，完成熱壓彎板的設(shè)計(jì)和制作（圖8）。

1.1.6 基于實(shí)物逆向設(shè)計(jì)拆單

通過ThinkDesign家具設(shè)計(jì)平臺(tái)，可快速將新產(chǎn)品實(shí)物轉(zhuǎn)換為1:1實(shí)物拆單數(shù)據(jù)，為新產(chǎn)品量產(chǎn)提供準(zhǔn)確的生成數(shù)據(jù)（圖9）。

1.2 Engineering 家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.2.1 MDD制造驅(qū)導(dǎo)設(shè)計(jì)（智能對(duì)象庫）

ThinkDesign第一個(gè)針對(duì)家具行業(yè)提出虛擬刀具的概念同時(shí)引入了新的設(shè)計(jì)理念——用制造的方法做設(shè)計(jì)，簡稱MDD（Manufacture Drive Design），在設(shè)計(jì)階段不僅能做局部造型設(shè)計(jì)，還能預(yù)測(cè)出加工過程中會(huì)出現(xiàn)的問題。ThinkDesign目前擁有可自定義擴(kuò)展的家具專用刀具庫，現(xiàn)有家具專用刀具超10,000把；五金件庫，主流供應(yīng)商標(biāo)準(zhǔn)五金件；榫卯庫，國標(biāo)各種榫卯結(jié)構(gòu)40多組（圖10）。

1.2.2 智能的拼料設(shè)計(jì)

根據(jù)不同的產(chǎn)品，在庫中選擇對(duì)應(yīng)的拼料結(jié)構(gòu)，自動(dòng)完成各種拼料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)拆單，每個(gè)企業(yè)可以個(gè)性化定義工藝標(biāo)準(zhǔn)，讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加簡單、智能（圖11）。

1.2.3 裝配設(shè)計(jì)

ThinkDesign支持自上而下以及自下而上兩種設(shè)計(jì)方式；簡化表示可以快速加載或?yàn)g覽模式，并保留裝配關(guān)系。

1.2.4 參數(shù)化設(shè)計(jì)

使用ThinkDesign的“數(shù)據(jù)表”功能，設(shè)定組件各個(gè)零件的參數(shù)關(guān)系，以及零件之間的裝配關(guān)系，然后通過修改指定參數(shù)，從而修改整個(gè)組件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)快速衍生設(shè)計(jì)。

圖10 MDD制造驅(qū)導(dǎo)設(shè)計(jì)（智能對(duì)象庫）

圖11 智能的拼料設(shè)計(jì)

圖12 工程圖

圖13 系統(tǒng)

圖14 制造

圖15 酒柜

圖16 樓梯

圖17 護(hù)墻板

圖18 門爆炸圖

圖19 不銹鋼櫥柜

1.2.5 干涉檢查

ThinkDesign讓設(shè)計(jì)師在3D設(shè)計(jì)過程中就能發(fā)現(xiàn)零件之間是否有裝配干涉現(xiàn)象，避免后續(xù)打樣裝配問題。

1.2.6 動(dòng)畫演示

ThinkDesign能做裝配動(dòng)畫，結(jié)構(gòu)動(dòng)畫模擬，能生動(dòng)清晰的展現(xiàn)出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的美妙。

1.3 Drawing 自動(dòng)批量生成工程圖

三維設(shè)計(jì)完成后，ThinkDesgn能快速生成產(chǎn)品大樣圖、部件圖、開料圖、拼料圖、安裝示意圖，且圖紙數(shù)據(jù)與3D數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，3D數(shù)據(jù)變更，圖紙自動(dòng)更新，并可直接保存成DWG格式文件（圖12）。

1.4 BOM 家具專用BOM系統(tǒng)

家具設(shè)計(jì)專用定制BOM系統(tǒng)，可自動(dòng)獲取零件尺寸、名稱、編碼、油漆面積、原材料體積、價(jià)格、材料、利用率等數(shù)據(jù)。同時(shí)也可生成企業(yè)定制的表頭Excel文件，為企業(yè)提供一套完整的拆單BOM表系統(tǒng)。BOM制作效率提升2倍以上，100%準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（圖13）。

1.5 Manufacture 制造

設(shè)計(jì)平臺(tái)直接對(duì)接生產(chǎn)設(shè)備。在ThinkDesign家具設(shè)計(jì)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)，可直接對(duì)接各式主流2-5軸CNC機(jī)床，幫助企業(yè)真正打通設(shè)計(jì)與制造關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，提供了家具智能制造的軟件平臺(tái)（圖14）。

2 整木定制標(biāo)準(zhǔn)庫

Thinks家具三維設(shè)計(jì)平臺(tái)擁有模塊化的柜類三維部件庫，滿足不同客戶對(duì)衣柜、酒柜的空間和功能個(gè)性需求，幫助企業(yè)建立大規(guī)模個(gè)性化定制設(shè)計(jì)平臺(tái)，提升企業(yè)市場競爭力（圖15-19）。

數(shù)據(jù)庫包括衣柜、酒柜部件標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫；護(hù)墻板、木門以及樓梯標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫；不銹鋼櫥柜標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫；活動(dòng)家具標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫

標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫（圖20），獨(dú)特的GSM工具，快速完成從古典歐式到簡歐風(fēng)格的各類活動(dòng)家具的設(shè)計(jì)，強(qiáng)大的研發(fā)平臺(tái)，提升企業(yè)新品研發(fā)能力。

3 快速設(shè)計(jì) 快速拆單 快速報(bào)價(jià) 快速圖紙深化

3.1 快速設(shè)計(jì)

ThinkDesign龐大的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，可以快速實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)與快速選配選型，提高產(chǎn)品與關(guān)鍵設(shè)計(jì)模塊的重用水平，減少工程師無價(jià)值的重復(fù)設(shè)計(jì)行為，直觀且快速（圖21）。

3.2 快速拆單

ThinkDesign可支持用戶將銷售訂單一鍵拆解成加工訂單，化整為零，多個(gè)工種可以根據(jù)加工尺寸同時(shí)并行作業(yè)，大大節(jié)省了加工等待時(shí)間，提高了工序間的兼容性（圖22）。

圖20 活動(dòng)家具標(biāo)準(zhǔn)庫

圖22 智能的拼料設(shè)計(jì)

圖23 快速報(bào)價(jià)

3.3 快速報(bào)價(jià)

ThinkDeisign通過系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，結(jié)合訂單涉及的部件，一鍵便可以報(bào)價(jià)，后續(xù)改動(dòng)也無需再做計(jì)算，同時(shí)也能給客戶更直觀的產(chǎn)品與價(jià)格之間的變化，準(zhǔn)確無誤（圖23）。

3.4 快速圖紙深化

圖24 快速圖紙深化

ThinkDesign完成3D數(shù)據(jù)后，可自動(dòng)生成三視圖，并可根據(jù)要求細(xì)化圖紙，快速的完成局部結(jié)構(gòu)的圖紙細(xì)化，例如木門按照客戶需求配置標(biāo)準(zhǔn)款式套用，組塊更換，窗套類更換線型（圖24）。

4 結(jié)語

隨著整木定制家具產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，定制家具企業(yè)成為了整個(gè)家具行業(yè)開啟“工業(yè)4.0”時(shí)代的領(lǐng)導(dǎo)者，在這個(gè)過程中，優(yōu)秀的一體化家具設(shè)計(jì)軟件在整個(gè)行業(yè)的發(fā)展中必將發(fā)揮重要的作用，帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的快速進(jìn)步。ThinkDesign家具三維設(shè)計(jì)軟件憑借獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和合理的一體化解決方案必將成為帶動(dòng)家具企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的首選合作伙伴。

（責(zé)任編輯：北 方）

：

[1]熊先青,魏亞娜,方露,吳智慧,王雨薇.大規(guī)模定制家具快速響應(yīng)機(jī)制及關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].林產(chǎn)工業(yè).2016,(01):47-52.

[2]吳智慧.中國家具工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與展望[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2002,(05):87-92.

[3]家具設(shè)計(jì)專業(yè)多維實(shí)踐教學(xué)體系的探索[J].陳哲.家具與室內(nèi)裝飾.2011,(4):32-33.